复用

更新时间:2024-07-01 13:41

通信术语中的复用,指的是信道复用技术。

复用的含义

复用(multiplexing)是通信技术中的基本概念。在计算机网络中的信道广泛地使用各种复用技术。

图1表示A1,B1和C1分别使用一个单独的信道和A2,B2和C2进行通信,总共需要三个信道。

但如果在发送端使用一个复用器,就可以让大家合起来使用一个共享信道进行通信。

在接收端再使用分用器,把合起来传输的信息分别送到相应的终点。

复用技术的分类

复用技术的分类有:频分复用FDM(Frequency Division Multiplexing)和时分复用TDM(Time Division Multiplexing)、统计时分复用STDM(Statistic TDM)、波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)、码分复用CDM(Code Division Multiplexing)。

频分复用

频分复用最简单。用户在分配到一定的频带后,在通信过程中自始至终都占用这个频带。

可见频分复用的所有用户在同样的时间占用不同的带宽资源。

在使用频分复用时,若每一个用户占用的带宽不变,则当复用的用户数增加时,复用后的信道的总带宽就跟着变宽。

时分复用

时分复用是将时间划分为一段段等长的时分复用帧(TDM帧)。

每一个时分复用的用户在每一个TDM帧中占用固定序号的时隙。

时分复用的所有用户是在不同的时间占用同样的频带宽度。

当使用时分复用系统传送计算机数据时,由于计算机数据的突发性质,一个用户对已经分配到的子信道的利用率一般是不高的。

当用户在某一段时间暂时无数据传输时,那就只能让已经分配到手的子信道空闲着,而其他用户也无法使用这个暂时空闲的线路资源。

统计时分复用

统计时分复用STDM(Statistic TDM)是一种改进的时分复用,它能明显地提高信道的利用率。

集中器(concentrator)常使用这种统计时分复用。

波分复用

波分复用WDM(Wavelength Division Multiplexing)就是光的频分复用。

光纤技术的应用使得数据的传输速率空前提高。

人们借用传统的载波电话的频分复用的概念,就能做到使用一根光纤来同时传输多个频率很接近的光载波信号。

这样就使光纤的传输能力可成倍地提高。

由于光载波的频率很高,因此习惯上用波长而不用频率来表示所使用得光载波,这样就使用了波分复用这一名词。

码分复用

码分复用CDM(Code Division Multiplexing)是另一种共享信道的方法。

实际上,人们更常用的名词是码分多址CDMA(Code Division Multiple Access)。

每一个用户可以在同样的时间使用同样的频带进行通信。

由于各用户使用经过特殊挑选的不同码型,因此各用户之间不会造成干扰。

码分复用最初是用于军事通信的,因为这种系统发送的信号有很强的抗干扰能力,其频谱类似于白噪声,不易被敌人发现。

复用就是指“利用现成的东西”,文人称之为“拿来主义”。被复用的对象可以是有形的物体,也可以是无形的成果。复用不是人类懒惰的表现而是智慧的表现,因为人类总是在继承了前人的成果,不断加以利用、改进或创新后才会进步。

复用的内涵包括了提高质量与生产率两者。由经验可知,在一个新系统中,大部分的内容是成熟的,只有小部分内容是创新的。一般地可以相信成熟的东西总是比较可靠的(即具有高质量),而大量成熟的工作可以通过复用来快速实现(即具有高生产率)。勤劳并且聪明的人们应该把大部分的时间用在小比例的创新工作上,而把小部分的时间用在大比例的成熟工作中,这样才能把工作做得又快又好。

把复用的思想用于软件开发,称为软件复用。据统计,世上已有1000亿多行程序,无数功能被重写了成千上万次,真是浪费哪。面向对象(Object Oriented)学者的口头禅就是“请不要再发明相同的车轮子了” 。

示例

将具有一定集成度并可以重复使用的软件组成单元称为软构件(Software Component)。软件复用可以表述为:构造新的软件系统可以不必每次从零做起,直接使用已有的软构件,即可组装(或加以合理修改)成新的系统。复用方法合理化并简化了软件开发过程,减少了总的开发工作量与维护代价,既降低了软件的成本又提高了生产率。另一方面,由于软构件是经过反复使用验证的,自身具有较高的质量。因此由软构件组成的新系统也具有较高的质量。利用软构件生产应用软件的过程。

软件复用不仅要使自己拿来方便,还要让别人拿去方便,是“拿来拿去主义”。面向对象方法,Microsoft公司的COM规范 [Rogerson 1999],都能很好地用于实现大规模的软件复用

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